新型擴孔鉆具制造技術

一種新型擴孔鉆具，由動力頭、鉆桿、扶正器和擴孔鉆具組成。動力頭提供轉速和扭矩，通過鉆桿傳遞給鉆頭，扶正器保證鉆桿按預設軌跡鉆進；為三個擴孔鉆瓣組成擴孔鉆具，負責環形區域的擴孔切削工作；連接法蘭將旋挖筒與擴孔鉆瓣連接成一個整體；旋挖筒用于取芯鉆進，切削形成的土屑通過擠壓作用進入旋挖筒提出孔外卸土清除；在保證鉆孔直徑、垂直度的前提下，鉆頭的快速旋轉切割樁體的整體或部分，并將被切削的樁體整體取出，可以在下一次鉆進過程中通過旋轉擠壓使殘留在鉆孔內的切削碎塊進入鉆筒內，從而達到成孔的目的。

A new type of reaming drilling tool

A new type of hole reaming tool is made up of a power head, a drill rod, a centralizer and a reaming drill tool. The power head provides speed and torque, pass to drill through the drill pipe, drill pipe centralizer guarantee according to the preset trajectory; three valve reamer reaming drill, cutting reaming responsible for annular region; the connecting flange of the drill valve are connected into a whole cylinder rotary drilling and reaming; for core drilling rotary drilling cylinder. The soil dust cutting formed by extrusion in rotary drilling hole tube proposed dump clearance; under the premise of ensuring the hole diameter, verticality, fast rotary cutting pile drill in whole or in part, and will be cutting out the whole pile, in a drilling process by rotating extrusion the residual fragments in the drilling cutting into the drill barrel, so as to achieve the purpose of pore forming.

【技術實現步驟摘要】
新型擴孔鉆具所屬
本專利技術涉及一種新型擴孔鉆具，尤其應用于路基搭設。
技術介紹
隨著鉆進技術的不斷發展與完善，新的鉆進方式層出不窮，在設備上也有明顯地進步。國內外眾多高校與企業在鉆頭的設計、制造和使用方面都進行了大量的研究開發工作，已由最初的雙中心擴孔鉆頭發展成現在商業化水平的擴孔鉆具系列。雙中心擴孔鉆頭包括擴眼器和領眼鉆頭兩個部分，分別具有自身的旋轉中心，既可以鉆進又能實現定中。鉆具上部分為擴眼器，回轉半徑等于所需樁孔的孔徑。目前，雙中心鉆頭已進入系列化生產，美國的史密斯（SMITH）公司擁有最齊全的種類，軟到中軟地層使用剛體結構，軟到中硬地層使用胎體結構。我國高速鐵路無砟軌道迅猛發展，預計到2015年高速鐵路里程將達1.2萬多公里，還有大中城市如長株潭城市圈、武漢周邊城市圈、珠江三角洲、長江三角洲等上萬公里的便捷軌道交通，總里程的30～40％為路基工程。高速鐵路無軌道路基沉降變形控制要求高，一般路基在使用期間（100年）沉降不超過15mm，過渡段差異沉降不超過5mm。無砟軌道路基結構在使用期內不能維修，若超過上述沉降變形限值，則可能導致重大安全事故，甚至報廢整個高速鐵路。運營3～5年以后，其路基工程將面臨大量的維護和養護工作，路基沉降變形控制問題尤為突出。因此如何在不破壞上部無砟軌道結構，不影響車輛通行情況下，對路基基礎進行加固，保持“零”沉降，已成為目前鐵路部門亟待解決的問題。
技術實現思路
為了克服現有的新型擴孔鉆具密封性能較差，且工作時可靠性較差的問題，本專利技術提供一種新型擴孔鉆具，該型新型擴孔鉆具具有良好的機械性能，減小了鉆進摩擦，增強了切削能力；與擴孔鉆瓣上的限位機構相配合，約束擴孔鉆瓣的運動終止位置。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：旋挖擴孔鉆具系統主要由動力頭、鉆桿、扶正器和擴孔鉆具組成。動力頭提供轉速和扭矩，通過鉆桿傳遞給鉆頭，扶正器保證鉆桿按預設軌跡鉆進；三個擴孔鉆瓣組成擴孔鉆具，負責環形區域的擴孔切削工作；連接法蘭將旋挖筒與擴孔鉆瓣連接成一個整體；旋挖筒用于取芯鉆進，切削形成的土屑通過擠壓作用進入旋挖筒提出孔外卸土清除；該鉆具能夠一次成孔完成排屑和跟管鉆進；在保證鉆孔直徑、垂直度的前提下，鉆頭的快速旋轉切割樁體的整體或部分，并將被切削的樁體整體取出，可以在下一次鉆進過程中通過旋轉擠壓使殘留在鉆孔內的切削碎塊進入鉆筒內，從而達到成孔的目的；筒式鉆頭主要靠外出刃、內出刃、底出刃進行接觸切削，減小了鉆進摩擦，增強了切削能力，同時受到擾動破碎及切削土屑的擠壓作用，尚未被完全破碎的較大的石塊、土塊也被擠入筒內。本專利技術的有益效果是：該新型擴孔鉆具鉆進速度快，耗資成本低；與擴孔鉆瓣上的限位機構相配合，約束擴孔鉆瓣的運動終止位置；鉆進時排氣孔平衡筒內外的壓力，便于將切削土屑擠壓進旋挖筒。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是旋挖擴孔鉆具系統。圖1中，1：動力頭；2：導向夾持機構；3：鉆桿；4：扶正器；5：卡箍；6：連接方套；7：旋挖筒；8：擴孔鉆具。具體實施方式優選的，。旋挖擴孔鉆具系統主要由動力頭、鉆桿、扶正器和擴孔鉆具組成。動力頭提供轉速和扭矩，通過鉆桿傳遞給鉆頭，扶正器保證鉆桿按預設軌跡鉆進。三個擴孔鉆瓣組成擴孔鉆具，負責環形區域的擴孔切削工作；連接法蘭將旋挖筒與擴孔鉆瓣連接成一個整體；旋挖筒用于取芯鉆進，切削形成的土屑通過擠壓作用進入旋挖筒提出孔外卸土清除。該鉆具能夠一次成孔完成排屑和跟管鉆進，具體結構如圖1所示。優選的，跟管鉆進擴孔鉆具有收攏和展開兩個狀態。動力頭能夠正反兩個方向轉動，當動力頭正向旋轉時，擴孔鉆瓣借助離心力及與土體切削面之間的接觸力的作用，逐漸展開包絡面積增大，進入工作狀態。動力頭反向旋轉時，鉆瓣依然會受到離心力的作用繞著法蘭軸反向轉動，逐漸向內收攏。優選的，擴孔鉆瓣形狀為弧形，一端窄一端寬，一側為與連接法蘭限位凸塊相配合的限位凹槽，另一側為工作平面布有旋挖鉆齒。優選的，連接法蘭盤內徑與旋挖筒外徑相同，為螺紋孔，通過螺釘與旋挖筒的臺階相連，對兩瓣式旋挖筒起到固定作用。沿法蘭周向均勻布置三個軸和三個凸塊，擴孔鉆瓣鉆瓣套在軸上，它為擴孔鉆瓣的旋轉軸，為擴孔鉆瓣的限位機構，與擴孔鉆瓣上的限位機構相配合，約束擴孔鉆瓣的運動終止位置。優選的，三個擴孔鉆瓣沿連接法蘭周向均勻分布，分別可以繞連接旋轉軸在一定的角度范圍內轉動，兩個極限旋轉位置即為鉆具的打開和閉合位置，擴孔鉆具在打開狀態轉動時，鉆瓣的兩端會分別相互抵住，具有一定的剛性，抵抗外力的作用。此時，擴孔鉆瓣可以包絡形成一圓形的鉆進工作區域。收攏狀態時法蘭和鉆瓣上的限位機構相互接觸發揮作用，鉆瓣不再轉動，鉆具實現軸向移動。優選的，為了提高安全閥的抗振性能,除了為安全閥配置了必須的彈簧和彈簧座,還配置了合理的密封面定位系統，即用整體閥桿貫穿整個彈簧內部,彈簧兩端用彈簧座對夾；閥桿的上端外套調整螺桿,調整螺桿具有調整彈簧的預壓縮量,協助彈簧和其他部件使閥門在低于整定壓力時保持關閉狀態，而且通過其內圓柱面與閥桿上端的間隙配合,對閥桿上端有很好的導向作用。優選的，在保證鉆孔直徑、垂直度的前提下，鉆頭的快速旋轉切割樁體的整體或部分，并將被切削的樁體整體取出，可以在下一次鉆進過程中通過旋轉擠壓使殘留在鉆孔內的切削碎塊進入鉆筒內，從而達到成孔的目的。筒式鉆頭主要靠外出刃、內出刃、底出刃進行接觸切削，減小了鉆進摩擦，增強了切削能力，同時受到擾動破碎及切削土屑的擠壓作用，尚未被完全破碎的較大的石塊、土塊也被擠入筒內。優選的，旋挖筒工作時不需要破碎的鉆進圓面內的全部區域，只需進行接觸環狀區域內切削破碎，鉆進速度快，耗資成本低；其一端與上部的鉆桿連接，接受動力頭傳遞來的扭矩與鉆壓。另一端布置鉆齒，切削外部擴孔鉆具鉆進形成土柱的環形部分的土體，最后刀具收攏土柱完全被切割，旋挖筒完成取芯工作。中間部分設有一個較大的軸肩，與套管的內軸肩相配合，將動力頭傳遞來的鉆壓傳給外部套管，帶動套管潛入孔中，實現跟管鉆進。接近鉆齒處的臺階，用于法蘭盤連接，鉆進時排氣孔平衡筒內外的壓力，便于將切削土屑擠壓進旋挖筒。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型擴孔鉆具，由動力頭、鉆桿、扶正器和擴孔鉆具組成，其特征是：動力頭提供轉速和扭矩；三個擴孔鉆瓣組成擴孔鉆具；旋挖筒用于取芯鉆進；鉆頭的快速旋轉切割樁體的整體或部分。

【技術特征摘要】
1.一種新型擴孔鉆具，由動力頭、鉆桿、扶正器和擴孔鉆具組成，其特征是：動力頭提供轉速和扭矩；三個擴孔鉆瓣組成擴孔鉆具；旋挖筒用于取芯鉆進；鉆頭的快速旋轉切割樁體的整體或部分。2.根據權利要求1所述的新型擴孔鉆具，其特征是：動力頭提供轉速和扭矩，通過鉆桿傳遞給鉆頭，扶正器保證鉆桿按預設軌跡鉆進。3.根據權利要求1所述的新型擴孔鉆具，其特征是：三個擴孔鉆瓣組成擴孔鉆具，負責環形區域的擴孔切削工作；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何志杰，
申請(專利權)人：何志杰，
類型：發明
國別省市：遼寧,21